2017년 6월 4일 일요일

Raspberry Pi 3 GPIO

소형 PC 라즈베리파이는 USB, 이더넷, HDMI 출력, 영상출력, 사운드출력 등의 기능을 갖고 있는 하나의 작은 컴퓨터이다. 가격이 저렴하고, 작은 크기이지만 그 성능은 간단한 OS를 돌리고 동영상을 보고, 인터넷 서핑을 하는 목적에는 전혀 문제가 없는 완전한 컴퓨터인 것이다.
더욱이, 재미있는 점은 단일 마이크로세서와 같이 입출력 신호를 제어할 수 있는 포트가 있다는 것이다. 범용적인 목적으로 입/출력을 담당하는 GPIO (General Purpose Input / Output) 를 가지고 있으며, SPI 통신, I2C 통신, UART 통신 등도 갖추고 있다. 이는 마이크로프로세서를 다루는 사람들에게는 흥미로운 일이 아닐 수 없다. 왜냐하면 일반적으로 마이크로세서는 간단한 리얼타임OS(RTOS) 정도 올리던 것을 전부였는데 라즈베리파이는 데비안계열의 기능 축소판이긴 하지만 리눅스 OS를 올릴 수 있으며, 더욱이 자신이 원하는 포트 제어를 할 수 있기 때문이다. 물론, 제어전용 마이크로프로세서에 비해 리눅스를 기반으로 하고 있기에 시스템 부하에 따라 프로그램 실행 속도가 늦어지거나 실행 지점이 다르다는 등 실시간 제어가 안된다는 것이 문제 이기는 하지만 그런 제약이 없는 프로젝트라면 사용할 만 할 듯 싶다. 추가로 ADC, PWM, 인터럽트 기능이 없는 것도 조금 아쉽지만 제한된 범위에서의 제어에는 문제 없을 듯 싶다
 
라즈베리 파이3의 spec은 다음과 같다.

SoC: Broadcom BCM2837
CPU: 4× ARM Cortex-A53, 1.2GHz
GPU: Broadcom VideoCore IV
RAM: 1GB LPDDR2 (900 MHz)
Networking: 10/100 Ethernet, 2.4GHz 802.11n wireless
Bluetooth: Bluetooth 4.1 Classic, Bluetooth Low Energy
Storage: microSD
GPIO: 40-pin header, populated
Ports: HDMI, 3.5mm analogue audio-video jack, 4× USB 2.0, Ethernet, Camera Serial Interface (CSI), Display Serial Interface (DS





 


라즈베리파이 초기 모델에는 26핀만 있었다. 라즈베리파이 B+ 포함한 이후의 모델은 (A+, 2 model B, zero) 이것이 확장되어 40 GPIO핀을 갖는데 26 핀까지는 동일한 배치이고 27번부터 40번까지가 추가되었다.
40개 중 대부분이 GPIO라고 이름이 붙어 있는데 이는 디지털 신호(digital signal)를 입출력 할 수 있는 포트핀 (port pin)으로 사용할 수 있다는 의미이다. 디지털 신호란 두 가지 상태만을 갖는 신호를 의미하며 하나의 비트로 표시되며 0 혹은 1 값만을 가질 수 있다. 물리적으로는 전압으로 구별되며 라즈베리파이에서  0 0V(GND), 1 3.3V 전압을 의미한다. (라즈베리파이의 내부 로직은 3.3V로 동작한다. 반면 아두이노는 보통 5V로 동작하는데 따라서 이 둘을 직접 연결할 경우 라즈베리파이가 손상될 가능성이 있다.) 포트핀은 츨력 혹은 입력 기능을 수행할 수 있는데 출력으로 사용되면 0V 혹은 3.3V 전압값을 갖도록 할 수 있으며 입력으로 사용된다면 포트핀의 전압이 0V인지 3.3V인지를 감지할 수 있다. 이 기능을 이용하면 예를 들어 LED를 점멸한거나 혹은 연결된 버튼의 눌렸는지 여부를 알아낼 수 있다.

 이외에도 5V/3.3V/0V(GND)는 외부에 전원을 공급할 때 사용되는 전원핀이고,  시리얼 통신/SPI 통신/I2C통신을 할 수 있으며 PWM(Pluse Width Modulation; 펄스 변조)출력 기능을 갖는 핀도 있다. 하지만 아날로그 입력을 받을 수 있는 핀은 없으며 이를 위해서는 별도의 외부 장치를 이용해야 한다.

 라즈베리파이에는 헤더핀만 나와있어서 빵판을 이용하여 실험하고자 때는 조금 불편하다. 이를 개선하기 위해서 다양한 연결 부품이 시중에 시판되고 있다.

댓글 없음:

댓글 쓰기

라즈베리파이에 OMV(OpenMediaVault)설치 1.

라즈베리파이는 작은크기에 비해 많은 프로그램을 깔수 있습니다. 그중에서도 이번에는 OMV(OpenMediaVault)라는 프로그램을 설치하겠습니다. OMV(OpenMediaVault)는 NAS용으로 설계된 지유리눅스 배포판입니다.  자세한 내용은 위키...